CN101364806A - 数模转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数模转换电路，其为依设计变更及使用者的喜好，适当地修正液晶的光学特性，且可达成小型化、低成本化、广泛的便携性设计的数模转换电路。数模转换电路包含：储存所需的电压特性曲线数据的储存装置；依选择数据产生一利用储存于前述储存装置的电压特性曲线数据的频率信号的调制装置；连接于第一电源与第二电源之间，电阻值通过来自前述调制装置的频率信号而变化的可变电阻装置；保持产生于前述可变电阻装置的电压的保持装置；及依前述选择数据，将前述电压输出至所需的输出端的输出装置。

Description

数模转换电路
技术领域
本发明是关于数模转换电路，特别是关于可产生依液晶的光学特性修正的γ曲线的驱动电压的数模转换电路。
背景技术
液晶通过改变电压而驱动，驱动电压与光学特性的关系，一般而言是非线性，为了修正该非线性的关系，而供给液晶γ电压。
此种γ电压在低温多晶硅(LTPS)液晶显示器中，现有技术是由制作于玻璃上的多个串联电阻与连接于该多个串联电阻的多个中间分接头所构成。可从如此形成的构造取出对应于输入数据的γ电压，该γ电压形成通过液晶的特性而决定的电压曲线。
但是，此种电压曲线是由使用曝光遮罩而制作的固定串联电阻的值来决定，尔后无法变更。
因此，改变液晶的材质时，而使特性产生变化，此种情况下，必须重新制作曝光遮罩，以改变串联电阻的值。
再者，液晶本身的光学特性，可依使用者的喜好而要求改变画质特性，但，现有技术无法依此要求而改变画质特性。此外，为了符合各种要求，需要各个不同特性的γ电压产生器，而影响小型化及低成本化。此外，以一种设计可对应于各种制品的便携性设计差，多个制品的共用设计化困难，而连带导致成本增加。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的为提供一种依设计变更及使用者的喜好，适当修正液晶的光学特性，且可达成小型化、低成本化、广泛的便携性设计的数模转换电路。
本发明提供一种数模转换电路，其包含：
一储存装置，其是储存所需的电压特性曲线数据；
一调制装置，其是依选择数据产生一根据储存于前述储存装置的电压特性曲线数据所对应的频率信号；
一可变电阻装置，其是连接于第一电源与第二电源之间，且电阻值通过来自前述调制装置的频率信号而变化；
一保持装置，其是保持产生于前述可变电阻装置的电压；及
一输出装置，其是依前述选择数据，将前述电压输出至所需的输出端。
本发明因为可通过调制频率任意地决定依预先储存的特性的γ电压值，所以可依设计变更及使用者的喜好而适当地修正液晶的光学特性。
此外，因为无须对各种γ电压要求而变更玻璃板上的电路，所以可达成小型化、低成本化及广泛的便携性设计。
再者，以单一的γ电压产生电路，亦可实现RGB独立驱动及AC共用驱动等，而具有高度通用性。
附图说明
图1是显示一般液晶显示装置的概略构造的方框图。
图2是显示适用本发明的现有液晶显示装置的主要部分的LCD模块的方框图。
图3是显示本发明的数模转换电路的基本构造的方框图。
图4是说明开关电容器的基本动作的方框图。
图5是显示通过调制频率的变化与藉此获得的γ加权输出电压的关系图。
图6是显示按照数据的值与藉此参照的查找表的值，而自调制器输出的两个频率之比fa/fb的关系图。
图7是显示数据变化时的图3中的输出电压Vs的变化图。
图8是本发明第二种实施例的构造的方框图，其显示3种基本颜色(三基色)分别获得γ加权输出电压的实施例。
图9是显示第二种实施例的动作图。
图10是显示本发明第三种实施例的构造的方框图。
图11是显示本发明第三种实施例的动作图。
图12是显示适用包含本发明的数模转换电路的液晶显示装置的一种携带型电话装置的斜视图。
附图标号：
1   液晶显示装置
2   液晶单元阵列
3   液晶单元
4   薄膜晶体管
5   液晶显示元件
6   贮存电容
7   栅极线驱动电路
8   源极线驱动电路
10  LCD模块
20  液晶单元阵列
40  数据闩锁
50  携带型电话装置
50  γ电压产生器
51  切换电压
52  切换电压
100 控制部
110  调制器
120  查找表
130  开关电容器
131  开关电容器
132  开关电容器
140  数模转换器
151  抽样保持电路
152  抽样保持电路
153  抽样保持电路
161  缓冲存储器
162  缓冲存储器
163  缓冲存储器
171  充电泵
172  充电泵
181  抽样保持电路
182  抽样保持电路
191  缓冲存储器
192  缓冲存储器
200  切换器
Cpa  电容
Cpb  电容
CTRL 控制信号
Data 数字数据
DAC  数模转换器
GL   栅极线
fa   频率信号
fb            频率信号
Ic            稳流
R0～RN        电阻
SL            源极线
SW1～SWn      开关
SWp           开关
SWn           开关
SWR           开关
SWG           开关
SWB           开关
Vo0～Vo(n—1) 源极电压
Vdd           电源电压
Vcc           电源电压
Vss           接地电压
Vs            输出电压
Vout          输出电压
具体实施方式
以下，配合所附图式，对本发明的几个实施例作详细说明如下。
在详细说明本发明之前，就现有技术的构造作说明。
图1是显示一般液晶显示装置的概略构造的方框图。液晶显示装置1包括，对应于像素的液晶单元3，其配置成矩阵状而构成形成显示部的液晶单元阵列2，且具有用于驱动该液晶单元阵列的栅极线驱动电路7及源极线驱动电路8。
液晶单元3是由薄膜晶体管4、液晶显示元件5与辅助电容器6所构成，其中液晶显示元件5是连接于薄膜晶体管4的漏极与接地间的一电容器，且其与辅助电容器6并联连接，且该薄膜晶体管4的栅极连接于栅极线GL，源极连接于源极线SL。
此外，栅极线驱动电路依序驱动共同连接于各行的液晶单元的各薄膜晶体管的各行栅极线GL。再者，源极线驱动电路是提供一电压信号于该源极线SL，且该源极线SL共同连接于各列的液晶单元的各薄膜晶体管的源极上。
图2显示适用本发明的液晶显示装置的主要部分的LCD模块的方框图。LCD模块10具有将液晶单元配置成矩阵状的液晶单元阵列20(对应于图1的参考编号2所示者)，该液晶单元阵列20与多个栅极线GL、多个源极线SL、设于该多个栅极线GL与多个源极线SL交叉处的薄膜晶体管及液晶元件的关系如图1所示。
在栅极线GL上，自栅极线驱动电路(图未示)依序提供模拟的栅极电压至栅极线，在各源极线SL的一侧(图2的上侧)设置数模转换器DAC 30，该数模转换器DAC 30中分别输入来自后述的γ电压产生器50的电压信号，与来自用以锁存外部的数字数据的数据闩锁40的信号。
γ电压产生器50是于二互补的电源电压Vdd与接地电压Vss的任何一方的切换电路51及52之间串联连接(n+1)个电阻R0～RN，从中间分接头的各电阻的连接点，取出电阻被分割的n个γ电压值。该γ电压值以总线的形式供给至前述的DAC 30，并依来自数据闩锁的选择数据，而以DAC 30进行数模转换，而供给至源极线。通过将两个切换电路51及52切换成相反侧，施加于电阻列的电压的极性反转，可使液晶的驱动极性反转。
此时，因为γ电压产生器50是由多个串联电阻与连接于该多个串联电阻的多个中间分接头而构成，所以如前述，获得固定的γ电压。
实施例1：
图3是显示本发明的数模转换电路的基本构造方框图，其中提供施加于液晶元件的电压的大部份构造，与图2所示者不同。
调制装置例如一调制器110接收由控制部100产生的控制信号CTRL，并参考储存装置例如γ查找表(LUT)120所储存的γ值，而输出两个频率信号fa与fb，其中γ查找表(LUT)120是依控制信号CTRL的值而储存所需的γ曲线的γ值。此等频率信号fa与fb被传送至电容Cpa与Cpb的两个开关电容器131及132，该电容Cpa与Cpb的两个开关电容器131及132是串联地连接于电源Vcc与接地间，且利用此等频率信号fa与fb来控制两个开关电容器131及132。其中2开关电容器组成一可变电阻装置，其亦可为一开关电容器与一固定电阻串联而成。
在此就开关电容器的动作作说明。图4是说明开关电容器130的基本动作的方框图，且仅就图3中部份构造说明之。于此实施例中，一端为接地的电容器Cpa，将其他端置换成电源电压Vcc及产生稳流Ic的电流源，且设置一以频率信号fa作为切换连接的开关，该频率信号fa是通过控制信号CTRL经由一调制器110进行调制传送。
而后，从电流源与电流源侧的开关的连接点取出输出电压Vout，其值由
Vout＝Vcc—Ic/(fa*Cpa)
表示，通过改变由调制器输出的频率信号fa，可使输出电压变化。
另外，即使以固定电阻来取代低电流源，仍可获得相同动作。
图3的构造是串联连接分别以不同频率驱动的两个开关电容器，其连接中点为输出电压Vs，且其值为
Vs＝Vcc*Cpa*fa/(Cpa*fa+Cpb*fb)
该电压是与通过调制器输出的频率比fa/fb变化的周期相同的时序，依序经过逐一关闭的开关SW1～SWn，且分别经由设于开关的输出侧与接地间的保持装置，将该电压作为源极电压Vo0～Vo(n—1)传送至数模转换器DAC 140。保持装置例如是由电容器及缓冲存储器组成的抽样保持电路。另外，开关SW1-SWn与抽样保持电路是对应于源极线而设置。一输出装置例如是数模转换器DAC140是通过显示选择哪个γ值的数字数据Data，而选择依所需的γ值的源极电压，而该源极电压再传送至源极线。
图5是显示调制频率的变化与藉此获得的γ加权输出电压的关系图，参照γ查找表，通过调制器而调制的频率输出fa以实线显示，频率输出fb以虚线显示。此时，以64的值表示γ曲线时，而使n的值自0至63变化时，参照查找表，按照γ曲线而获得调制频率信号fa及fb的组合，通过前述Vs的公式，而获得γ加权的输出电压Vo0～Vo(n—1)。
图6为数据与频率比fa/fb的关系图。以γ值＝1.8时为例说明，调制器按照数据的值与根据此数据值参照查找表120的值，而输出的两个频率之比fa/fb。如图5所示，因为随着n的值增加，fa减少，而fb增加，所以频率比fa/fb的曲线为n＝0时的值为9，且于初期急遽减少，其后减少的程度趋缓，而逐渐接近值为0。
图7是显示数据变化时图3中的输出电压Vs的变化图。该输出电压是对应于各源极线指定的数据n，供给至各源极线。
实施例2：
图8是本发明第二种实施例的数模转换电路的方框图，其显示3种基本颜色(三基色)分别获得γ加权输出电压的实施例。图9是显示其动作的图。
本实施例是设置三个图3所示的构造，且设置用于选择的开关SWR、SWG、SWB，并如图9所示地分时依序选择之。
图3中的SW1至SWn与电容器于此图中以抽样保持电路151～153表示，对应数据所求出的各颜色电压输出分别经过缓冲存储器161～163而供给至DAC 140(如图3所示)。
本实施例中，就1颜色的动作与图3的情况完全相同，当观察一个像素时，将分别对应3颜色的适当的γ加权输出电压供给至源极线。
实施例3：
图10是显示本发明第三种实施例的数模转换电路的方框图，且适用为消除残影现象，而每帧使极性反转的显示方法的装置。
本实施例与图3所示的构造比较，包括两个充电泵171、172取代两个开关电容器、切换器200(切换装置)用以在Vss与Vcc间切换传送至充电泵171、172的电源电压，以及作为输出用的开关SWp及SWn、抽样保持电路181、182及缓冲存储器191、192，其中，切换极性时该开关SWp及SWn分别选择输出所获得来自充电泵的输出。
图11是显示本发明第三种实施例的动作图。在最初期间，切换器200选择Vcc，进行与图5所示者完全相同的减少动作，而获得γ加权输出电压，关闭开关SWp，经过抽样保持电路181及缓冲存储器191而输出。
下一个期间，因为切换器200选择Vss，所以极性反转，自调制器110输出的γ加权输出电压从负侧电压随着n的值变化而上升。
该输出电压经过开关SWn、抽样保持电路181及缓冲存储器191而输出。
以上说明的实施例仅是例示者，可做各种改良。
例如可取出透过模式与反射模式的最佳γ电压。
以上，是就用于液晶显示装置为前提的数模转换电路作说明，不过，本发明亦可适用于包含此种数模转换电路作为源极线驱动电路的一部分的液晶显示装置。
图12是显示适用包含本发明的数模转换电路的液晶显示装置的一种携带型电话装置的斜视图。此种液晶显示装置适合作为图12所示的携带型电话装置50的显示装置1，不过并不限于携带型电话装置，还适用于数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、台式计算机、电视、车用显示器及便携式DVD播放器的任何一种电子装置。

Claims (12)

1、一种数模转换电路，其特征在于，所述的数模转换电路包含：
一储存装置，其是储存所需的电压特性曲线数据；
一调制装置，其是依选择数据产生一根据储存于所述储存装置的电压特性曲线数据所对应的频率信号；
一可变电阻装置，其是连接于第一电源与第二电源之间，且电阻值通过来自所述调制装置的频率信号而变化；
一保持装置，其是保持产生于所述可变电阻装置的一电压；及
一输出装置，其是依所述选择数据，将所述电压输出至所需的输出端。
2、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述可变电阻装置包括两个开关电容器，而从此等两个开关电容器的连接中点取出电压。
3、如权利要求2所述的数模转换电路，其特征在于，所述开关电容器的一个可置换成电流源。
4、如权利要求2所述的数模转换电路，其特征在于，所述调制装置是对所述两个开关电容器，提供依选择数据改变传送频率比的两个频率信号。
5、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述可变电阻装置是串联连接一个开关电容器与一个固定电阻，并自该开关电容与该固定电阻间的连接点取出电压。
6、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述保持装置是抽样保持电路。
7、如权利要求6所述的数模转换电路，其特征在于，所述抽样保持电路具有一缓冲存储器。
8、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述保持装置的数量是根据取出的输出电压的数量设置，且设置同样数量的开关，并通过使所述同样数量的开关分时接通，使其连接至所述可变电阻装置。
9、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，进一步包含一切换装置，其是对所述可变电阻装置，对调连接所述第一及第二电源，且形成通过所述切换装置的切换信号选择两个开关之一，以切换两个系统的保持装置。
10、如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，自所述可变电阻装置取出的电压是经由分时选择的三个开关而提供至以三个颜色设置的三个系统的保持装置。
11、一种液晶显示装置，其特征在于，所述的液晶显示装置包含：
一液晶显示元件阵列，其具有多个栅极线、多个源极线，且在该栅极线及源极线间交叉处设有一薄膜晶体管，该薄膜晶体管的栅极与该栅极线连接，源极与源极线连接，而漏极则与所述液晶显示元件连接；
栅极线驱动装置，其是驱动所述栅极线；及
源极线驱动装置，其是驱动所述源极线；所述源极线驱动装置包含权利要求1至10中任一项所述的数模转换电路。
12、一种电子装置，其特征在于，其具备如权利要求11所述的液晶显示装置，该电子装置包括携带型电话装置、数码相机、个人数字助理、笔记本电脑、台式计算机、电视、车用显示器或便携式DVD播放器。
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